同步電動(dòng)機(jī)“T”尾結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子支架強(qiáng)度計(jì)算

李紅軍，閆丹

(1 佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯154002;2 佳木斯防爆電機(jī)研究所，黑龍江佳木斯154005)

0 引言

隨著我國(guó)電機(jī)工業(yè)的發(fā)展，在同步電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域也取得了較大的進(jìn)步。同步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于石油、石化、煤炭等行業(yè)的重要設(shè)備中。尤其在石化行業(yè)，同步電動(dòng)機(jī)一般用于驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)一般都用于加氫、重整等設(shè)備上，因此一旦驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)生損壞，將造成不可挽回的損失。由于大、中型同步電動(dòng)機(jī)受結(jié)構(gòu)的影響，轉(zhuǎn)子支架的結(jié)構(gòu)多采用“T”尾結(jié)構(gòu)。在采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)組中，電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)子支架承受著隨時(shí)間進(jìn)行周期性變化的交變載荷，如其強(qiáng)度不能滿足工況要求，將會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子支架輪轂斷裂、磁極鐵心脫落等嚴(yán)重后果。因此要求同步電動(dòng)機(jī)“T”尾結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子支架強(qiáng)度計(jì)算要精確，這能夠更大程度上保證同步電動(dòng)機(jī)安全可靠的運(yùn)行。

1 技術(shù)參數(shù)

以一臺(tái)7 800kW-18p 同步電動(dòng)機(jī)為例，介紹“T”尾結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子支架強(qiáng)度的具體參數(shù)及計(jì)算要點(diǎn)，如圖1 所示。

圖1 “T”尾結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子支架基本尺寸

2 輻板與輪轂的應(yīng)力計(jì)算

結(jié)合同步電動(dòng)機(jī)在使用中輻板與輪轂的特點(diǎn)，根據(jù)圖1，得出其計(jì)算公式如下

磁軛截面面積

對(duì)于鑄鋼支架［σ］=0.6σs=0.6×2700=1620(kg/cm2)，以上應(yīng)力均小于［σ］，滿足需求。

3 磁軛的應(yīng)力計(jì)算

對(duì)于鑄鋼許用應(yīng)力［σθ2］=2700×0.62=1674kg/cm2，以上計(jì)算均小于此值，所以滿足技術(shù)要求。根據(jù)欽州石化用的這臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)“T”尾結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子支架的具體參數(shù)及要求，我們準(zhǔn)確計(jì)算出了該電機(jī)的輻板與輪轂、磁軛的計(jì)算結(jié)果，并依據(jù)此結(jié)果進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明“T”尾結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子支架完全滿足了同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需求。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)隨著石油化工領(lǐng)域的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了壓縮機(jī)和電機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展，同步電動(dòng)機(jī)在石化行業(yè)中地位極為重要，一些加氫裝置都由同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)設(shè)計(jì)技術(shù)的提高及經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)轉(zhuǎn)子支架的各部件強(qiáng)度進(jìn)行了精準(zhǔn)計(jì)算，不但提高了轉(zhuǎn)子支架的安全性和可靠性，更為該類電機(jī)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。

［1］ 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典編委會(huì)，北京英科宇科技開(kāi)發(fā)中心.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:電子工業(yè)出版社，2007.1.

［2］ 湘潭電機(jī)廠.交流電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè).長(zhǎng)沙:湖南人民出版社，1978.6.

［3］ 李幼倩，韓君強(qiáng).現(xiàn)代新型無(wú)刷勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.1.

［4］ 劉平宙，方丹，王兆巖，等.永磁同步電機(jī)電樞電感和輸出轉(zhuǎn)矩的分析計(jì)算.防爆電機(jī)，2013.6.

［5］ 程小華.同步發(fā)電機(jī)三相突然短路的定性分析.防爆電機(jī)，2012.5.